[发明专利]一种人工髋关节及其制备方法

说明书

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体为一种人工髋关节及其制备方法，包括髋臼、股骨和关节柄，所述髋臼、股骨和关节柄一体成型组成髋关节，髋关节的内壁包括内层结构和外层包覆，内层结构的内部为中空结构，中空结构中放置有网状填充材料，内层结构为合金材料层，所述外层包覆为耐磨材料层，通过利用具有多空腔的钛合金内层结构，以及内部钛合金制成3D镂空网状结构的网状填充材料作为内部填充支撑层，能够大大减轻产品的重量，再通过在外部设置外层包覆，提升了产品的耐磨特点，又避免了金属有毒元素影响人体健康。

技术领域

本发明涉及医疗康复器械技术领域，具体为一种人工髋关节及其制备方法。

背景技术

人工髋关节假体仿照人体髋关节的结构，将假体柄部插入股骨髓腔内，利用头部与关节臼或假体金属杯形成旋转，实现股骨的曲伸和运动。由于硬度和成本的需要，现有人工髋关节材料都选用不锈钢等金属材料制成。现有髋关节部件通常采用铸造、锻造、粉末冶金等静压成型及机械加工法生产，但关节配件制造过程复杂，机械加工法生产效率低，且加工出来的人体髋关节的整体重量较重，安装在人体后，导致人的行动受限。

发明内容

为了解决上述的问题，本发明提出了一种人工髋关节和一种人工髋关节的制备方法。

本发明解决其技术问题采用以下技术方案来实现：

本发明提供一种人工髋关节，包括髋臼、股骨和关节柄，所述髋臼、股骨和关节柄一体成型组成髋关节，髋关节的内壁包括内层结构和外层包覆，内层结构的内部为中空结构，中空结构中放置有网状填充材料，内层结构为合金材料层，所述外层包覆为耐磨材料层。

进一步地，所述内层结构采用钛合金材料层，内层结构内部设置有多个空腔。

进一步地，所述外层包覆采用碳化钨材料层、二氧化锆材料层、金刚石材料和陶瓷材料层中的任意一种。

进一步地，所述网状填充材料采用钛合金制成的3D镂空网状结构。

本发明还提供一种人工髋关节的制备方法，包括以下步骤：

S1：以钛合金粉末为原料，利用3D打印机打印出两个内部具有多个空腔的半内层结构，两个半内层结构合起后能够拼成一个完整的内层结构；

S2：选择其中一个半内层结构作为打印基底，利用3D打印机在半内层结构上打印出3D镂空网状结构的网状填充材料，3D镂空网状结构突出半内层结构的部分与另一个半内层结构的内部空腔对应；

S3：在3D镂空网状结构上涂覆上合成树脂胶水，然后将两个半内层结构合起，使得网状填充材料，粘接在两个半内层结构内部，对内层结构起到支撑的作用；

S4：将合起后的半内层结构放入真空室内，利用电子束焊设备，将两个半内层结构焊接到一起；

S5：对焊接处进行打磨抛光；

S6：将打磨抛光后的内层结构放入磨具中，向磨具内注入外层包覆层材料，于100-200℃进行注射，模具温度20-80℃，注射压力2-200MPa，获得胚件；

S7：注射后对胚件进行脱脂，脱脂温度40℃，时间2-20小时，得脱脂件；脱脂后对产品进行烧结，烧结温度800-1300℃；对烧结件进行校正、辅助机加工，得人工髋关节产品。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明所述的一种人工髋关节的制备方法，通过利用具有多空腔的钛合金内层结构，以及内部钛合金制成3D镂空网状结构的网状填充材料作为内部填充支撑层，能够大大减轻产品的重量，再通过在外部设置外层包覆，提升了产品的耐磨特点，又避免了金属有毒元素影响人体健康；本发明所述的制备方法，充分利用3D打印技术和真空电子束焊，能够生产高性能复合人工髋关节，产品一致性高，重现性好，生产的产品耐磨、耐腐蚀等特点。

附图说明